第四次工业革命利用信息化技术促进产业变革,将带我们进入智能化时代。由于液压系统作为核心动力和控制部分,广泛应用于先进制造、航空航天、海洋等重大装备,工业装备的智能化必然会要求液压元件及系统实现智能化。所以,近年来智能液压一直是液压领域的研究热点,推动液压领域进入智能时代,也给液压系统的研究带来新的活力,但也遇到了新的挑战,包括对智能液压系统的理解不一致,缺乏系统综合的研究,成碎片化的点突破等。分析智能液压系统的内涵与演进历程,阐述智能液压系统的架构体系,总结出智能液压系统具有的智能感知、智能调控、智能运维三大特征,并从这三个方面综述国内外的研究进展,揭示智能液压存在的问题和挑战;最后讨论应对挑战的研究路径和发展趋势。

液压油的有效体积模量不仅是影响液压控制系统性能的重要参数,也是反映液压设备运行状态的特征参数。以液压油有效体积模量的在线监测为研究目的,利用瞬变流理论和气液两相流理论,在频域内建立液压系统管路中油液的固有频率、压力、气泡体积分数与有效体积模量关系的软测量模型,并对其进行数值仿真分析。该模型应用的关键问题是如何在线测量油液的固有频率,可行的解决方案是在液压动力系统选定的两个油液压力波动监测点安装压电式压力传感器,通过在线激励动态测量油液的压力频率响应函数,从而识别油液的固有频率。在液压动力系统多源诊断信息获取试验装置上对该模型进行试验验证。研究结果表明,该模型可以方便、有效地用于液压油的有效体积模量在线监测。

提出液压系统方案设计的能量特征状态模型。以定性矢量的形式描述液压系统的能量特征,将一个完整的液压系统分解为若干个单动作子系统进行设计;将液压元件与其在系统回路中的使用方式相结合定义两类基本变换单元作为新的系统设计功能选择单元,并以功能分析为基础构建两类基本变换单元的定性矩阵表达;建立单动作子系统方案设计模型,将单动作子系统方案设计问题转化为模型空间内的矩阵分解与匹配。通过具体设计实例验证该方法的可行性与有效性。

摇摆台广泛用于模拟舰船、车辆的运动姿态,在车船设备测试、驾驶模拟器等国防与民用领域都有重要的应用价值。基于此,针对自行研制的模拟海洋环境的2自由度液压运动平台,介绍增量式步进电动机、四边滑阀、非对称液压缸、摇摆台架、同步反馈机构等构成的近似开环控制的系统结构和工作原理,建立其运动学和动力学方程,并通过状态方程描述阀控非对称液压缸换向时的跳变特性。在Matlab/Simulink中构建系统的非线性控制模型框图,将仿真与试验结果进行对比分析,表明了该数字液压摇摆台的可行性。

针对具有高压引流和二级节流新型结构阀口的先导式纯水溢流阀进行仿真和试验研究,建立阀的AMESim仿真模型,分析先导阀导向间隙、阻尼孔直径、敏感腔体积、阀芯质量以及弹簧刚度等不同参数对先导式纯水溢流阀特性的影响,在纯水液压综合性能试验台上进行先导式纯水溢流阀的静动态试验,并对仿真和试验结果进行对比分析。仿真与试验结果表明,液阻直径是先导式纯水溢流阀最主要的影响参数,而阀芯质量变化的影响则基本可以忽略;在小于20 L/min的小流量工况下的定压精度较低,而大于20 L/min的大流量工况下的定压精度较高;阀的动态响应试验表明,入口压力超调量小于30%,并且压力上升时间小于80 ms。

建立了液压泵一些性能参数和温度的关系的简化数学模型，绘制出其特性曲线，再与试验曲线相比较，说明温度对液压泵的实际流量、容积效率、输出功率等的影响不容忽视。因此，只有同时研究液压泵的压力特性和温度特性，才能较全面地评价一个泵的性能。

通过对凸缘边变形和泄漏率的试验 。

为了提高液力变矩器的外特性,使其与发动机匹配良好,利用CFD软件对液力变矩器内流场进行三元流场数值计算和分析,在此基础上根据性能要求对原有变矩器作改型设计,改进了叶型进出口角、骨线形状和厚度分布等参数,以期得到分布合理的内流场,从而使改型后的变矩器具有符合要求的更优的外特性。改型后的液力变矩器具有更高的效率和与发动机匹配更优的泵轮容量系数,试验结果与计算结果非常吻合,改型设计效果良好。

电液变转速控制系统因其良好的功率匹配特性和节能特性,得到广泛的应用,但是其响应速度慢的缺点限制了它的应用。为了提高电液变转速系统的响应速度,采用在传统电液变转速控制系统中加入能量调节装置的方法,构成一种新型的液压控制系统,能量调节装置由蓄能器和比例节流阀组成,能够在系统减速时吸收多余的能量,而在系统加速时释放储存的能量,从而加快系统的响应速度。以液压缸位置控制系统为对象,介绍能量调节器和系统的组成,建立能量调节器和整个系统的非线性数学模型,并在该模型的基础上进行系统响应速度和能耗特性的数值仿真分析。仿真结果表明,基于能量调节的电液变转速控制系统具有很好的频率特性,接近节流调速系统,并且能够保持电液变转速系统的良好节能特点。

研究了基于神经模糊混合技术的电液伺服系统控制问题。综合神经网络与模糊逻辑技术的优势，构造了一种神经模糊控制器，它具备知识自动获取、并行分布存储及快速模糊推理决策的能力，给出了一种在线学习算法。用于一类典型的电液伺服系统的控制，获得了满意的效果。神经模糊混合技术对于电液伺服控制的发展与要求（如更复杂系统及其高性能控制）具有重要价值。